| 초록 |
지오폴리머는 높은 내열성 및 내화성을 갖는 세라믹으로 100℃ 이하 저온 합성이 가능하며 상온에서 빠른 경화가 가능하다. 지오폴리머는 고속으로 경화하여 내화 구조 마감재·보강재로 활용 가능한데, 이 때 취약한 강도가 문제로 남아있다. 본 연구에서는 메타카올린을 사용한 고속경화 지오폴리머의 강도 향상을 목적으로 카본섬유를 0.005% 첨가하였다. 강화재로 12nm 흄드실리카를 추가 첨가하였고, 알칼리 활성제로 KOH와 K2SiO3를 사용했다. 다변수 (흄드실리카, KOH, K2SiO3) 공정 최적화를 위해 4차에 걸친 실험계획법(DOE)을 진행, 원료의 최적 배합비를 탐색하였다. DOE를 통해 알칼리 활성제가 지오폴리머의 치밀도 및 강도의 주요인임을 확인했다. 섬유보강 지오폴리머의 굴곡강도는 16.3MPa로, 이전 섬유 미보강의 굴곡강도인 9.6 MPa 대비 약 70% 증가하였다. 또한 DOE를 통해, 섬유 보강재의 유무에 따라 최적 활성제의 비 (KOH:K2SiO3는 섬유보강 4:3, 섬유미보강 2:1)가 변화함을 확인하였다. SEM 분석을 통해 파단면 미세구조를 분석, 열중량분석 및 난연성능시험을 통해 내화 구조재로써의 가능성을 확인하였다. |
